Способ весового дозирования и устройство для его осуществления

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПЕТ СССР ПИСА ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ ОРСКОЧУ(56) Авторское свицетельсУ 56454 Г, кл. С 01 С 9/СЭАвторское свидетельствУ 1280332, кл. С 01 С 13/ ический Иариупол нат "Азов зе и Цен- льский.П.Щегол ,А.С.Пли Степанен тво ССС1976. о СССР 24, 198 ИРОВАНИЯ И СТВЛЕНИЯыть использостемах различбретения - ения веса и ости. В кажнт,.лир уютния произ"иксируют однла, снижают время досИз рител зованотносится к весоизме ке и может быть исп р, в металлургической етени й. тех напри(54) СПОСОВ ВЕСОВОГО ДО УСТРОЙСТВО пЛЯ ЕГО ОСУЩ (57) Изобретение может вано в весодозирующих с ных материалов. Цель иэ повышение точности изме повышение производитель дом цикле дозирования к момент устойчивого знач воцительности, которую временно с весом матери ее на 50-1003 и измеряю иш ЯО щ.1622258) С 01 С 13/24, 13 28,2тижения производительности нового устойчивого значения, вновь переводят питатель на первоначальную производительность и очередной переход на пониженную производительность выполняют при условии (Р - Р )(1 + Я,(Я-Я- Й"/Ид) - (А-Р) В 0 где Р текущий вес материала в грузоприемном устройстве, А - заданное значение веса, Р, Р - значение веса материала в груэоприемном устройстве при устойчивых значениях первоначальной 0 4, и пониженной Цпроизводительности питания; Ь 2 - длительность перехода на пониженную производительность, а команду на останов питателя дают при достижении пониженной произ- ф водительности очередного устойчивого фф значения, либо при достижении условия; фф ф (Р-Р)-(Р -Р 1) ъ 1, где Р. - вес ма- ф, териала в момент очередного перехода с первоначальной на пониженную произ- ф водительность, и измеряют вес избыточного потока материала, последующий Ффф запуск питателя на пониженную произ- фЪ водительность производят при превыше Я нии задания над текущим весом более, ф чем иа.иэмеренную величину избыточ: ного потока, а команду на окончательный останов подают.при равенстве этого превышения измеренной величине избыточного потока. 2 с.п, 4 -лы, 6 ил.промышленности при доэировании шлаь кообразующих материалов, ферросплавов и легирующих добавок, а такжеСоста Корректор М. Ремчи едактор И. Шул е 338 432 дписно ГКНТ СССР оизводственно"издательский комбинат "Патент", г, Ужгор гарина, 101тель М, ЖуковюЛ.Сердюкова митета по изобретениям и открытия ква, Ж, Раушская наб д. 4/5при создайии эффектйвных автоматизированных систем управления дозированием.Цель изобретения " повышение точ 5ности и производительности,На Фиг, 1 и 2 показанй диаграммы,иллюстрирующие способ весового. дозирования; на Фиг. 3 -общая блок-схема.весового дозатора на фиг. 4 -. Овзаимосвязь счетчика .импульсов с другими блоками; на фиг, 5,и 6 - структуры вычислительного блока и коммутатора,Сущность способа заключается вследующем,.Дозирование осуществляют путем подачи материала с помощью питателя срегулируемой производительностьюиэ расходного бункера в грузоприемное 2 Оустройство с одновременной регистра"цией текущего веса Р.поступившегоматериала, Предварительно задают массу требуемой дозы, в каждом цикледозйрования включают пнтатель в реаль 25основной производительности (1 о Ког.да производительность. питателя достигнет устойчивого значения (точка Ь), производят переключение питателя на пониженную производитель Оность, .в момент которого фиксируют вес Р . При достижении производительностью нового устойчивого значения (точка с) вновь переключают, питатель в режим основной произво"дительности, Фиксируя вес Р и времяь достижения устойчивого эйаченияпониженной производительностью с момента переключения. После этоо повторно переводят питатель на пониженную производительность, Фиксируявес РЭ, что производят при условииоа о, АФ(А - Р)Затем при достижении очередного , устойчивого значения производительности или при выполнении условия , (Р - Р 9) - (Р - Р) ь О останавливеют питатель и определяют вес избы" точного потока материала, поступив" шего в грузоприемное устройство после остановки питателя.Сразу же по прекращении поступле. ния материала в грузоприемное устройство производят очередное включение питателя в режим пониженной производительности. Окончательный останов питателя осуществляют в.момент, когда текущее значение веса в грузоприемное устройство отличается от заданного веса дозы на измеренную величину массы избыточного потока.Весовой. дозатор (фиг. 3) содержит тензодатчики 1 весоприемного бункера, которые подключены к измерительному преобразователю 2, блок 3 задания, блок 4.уставки режимов работы питателя аналого-цифровые преобразователи 5 и 6, которые. подключены к вычислительно-логическому устройству 7, к которому также подключены блок 8 включения питателя и хронометр 9, а выход вычислительно"логического устройства 7 соединен с коммутатором 10 режимов работы питания к которому также. подключены блок 8 включения и блок 11 отключения питателя. Вход аналого-цифрового преобразователя 5 соединен с первым. выходом измерительного преобразователя 2, второй выход которого соединен с цепью по- . следовательно соединенных блоков; блоками 12 и 13 дифференцирования, блоком 14 сравнения, блоком 15 формирования импульсов, счетчиком 16 импульсов, Выход счетчика 16 импульсов подключен к хронометру 9, вычислительно-логическому устройству 7 и коммутатору 10 режимов работы питателя.Второй выход блока 12 дифференцирования подключен к вычислительнологнческому устройству 7 и аналогоцифровому преобразователи 6, Второй выход вычислительно-логического устройства 7 подключен к второму входу блока 15 формирования импульсов. Устройство снабжено блоком 17 сброса, входы. которого соединены с выходами блоков включения 8 и отключения питателя, а выход соединен с вычислительно-логическим у.тройством 7 и вторыми входами счетчика 16 импульсов и хронометра 9На фиг. 1 приведены изменекия веса Р в грузоприемном устройстве и производительности питателя Я в процессе,набора материала, для чего необходимо максимально долго обеспечивать работу питателя на повьппенной производительности, контролировать момент ступенчатого перевода питателя на пониженную производительность, по достижении которой подавать команду на останов нитателя, 1629759и контролировать вес избыточногопотока материала, поступающего в весоприемное устройство после подачикоманды на останов. Для надежногоконтроля момента ступенчатого перевода питателя на пониженную производительность (фиг. 1, точка Х), необходимо предварительно измерить илирассчитать прибыль веса в весоприемном устройстве, обусловленную переводом питателя с повьппенной на пониженную производительность, а затемотключением питателя. Это возможноосуществить следующим образом. Запускают питатель и после достиженияпроизводительностью устойчивого значения (фиг. 1, точка в) фиксируютзначение производительности 1 соответствующего веса в весоприемномустройстве, запускают хронометр иступенчато переводят питатель на пониженную производительность, При достижении производительностью новогоустойчивого значения (фиг. 1, точка с), фиксируют значение производительности О соответствующего весаР, включают хронометр и вновь ступенчато переводят питатель на первоначальное значение производительности, Изменение веса (Р - Р) за вре 1 яАЙ перевода питателя на пониженнуюпроизводительность (от момента подачи команды до момента достиженияпроизводительностью устойчивого зиачения) соответствует площади фигурыБЬ д (фиг. 1), Таким образом, весизбыточного потока, обусловленный не.посредственно высотой подающего столба материала и инерционностью системы питатель - материал - весоприем-.ное устройство ) ри изменении производительности с О до О, соответствУет площади фигУРы БаЬЯ = (Р- Р ) - ),Ь(, (1)аЬс (В процессе дозирования существуетпропорциональность между величиной .изменения производительности и инерционностью.системы,. которая обуславливает прибыль веса в весоприемном устройстве(г)а Ьо ь аЬс Откуда Яа(Ь- расчетньпЗ вес избыточного потока при остановке питате,пя, работавшего на производительности О , равен а Ьс чЛЬс О 0)Е,(р - Р,) - 024 (а,- ) ). (з), 5Поэтому величина упреждения, прикоторой необходимо осуществить очередной переход на пониженную производительность, равнас + 8 Ь с( (Р Р ) + а.)(ж(Р- Р) - ьф(й,- о ) 15- Оп,.й:(, - ц), (4)Исходя из этого условия перехода (Р,- Р,),: (О,- О,) -О Ь ь й (О- С) - (А - Р)О э (5)где А " заданный вес;Р - текущий вес в весопрнемном 25 устройстве.При выполнении условия (5) подаюткоманду на очередной перевод питателя на пониженную производительность, фиксируют значение веса Р 5 ЗО и начинают контроль выполнения условия(Р - Р ) - (Р - Р ) -" О,(6)Если очередное устойчивое эначе 35ние пониженной производительности(точка перегиба на ниспадающей кривой фиг 1) достигается ранее, чемвыполнение условия (б), то дают команду на останов питателя и измеряют40О фактическое значение избыточного потока материала (Р - Р). Если жеусловие (6) выполняется ранее, чемдостижение устойчивого значения пониженной производительности, то также45 дают команду на останов и измеряютфактическое значение избыточногопотока, так как в противном случаевозможно перевыполнение задания А,В процессе дозирования материала в50 соответствии с .фиг. 1 недовыполнение.задания (т,е.А - Р г д)более вероятно, чем перевыполнение (А - Р 4- 0).Это обусловлено увеличением уровняматериала в весоприемном устройстве,и, соответственно, уменьшением высоты падающего столба,Поэтому,в случае превьппения задания иад текущим весом более, чемна измеренную величину избыточногопотока, вновь запускают питатель йа пониженную производительность, а команду на окончательный останов подают при условииА-Р Р-Р. (7)Этот кратковременными запуск возможен на незначительном. количестве . всех дозирований, так как в;основномточная обработка задания А производится на первом останове питателя.В случае наличия у питателя всего одного уровня производительности либо при дозировании малых доз материала питателем, имеющего более, чем один уровень производительности, изменение производительности питателя произво ,дится в соответствии с фиг. 2, а условие (5) приобретает вид(Р- Р,) (А - Р) Ъ О, (8)так как р = О, и условие (8) трансформируется в условие окончательногоостанова,Таким образом,. для .реализацииуказанного приема в устройстве необходимо наличие блоков измерения веса в весоприемном. устройстве, производительности питателя, и точек перегиба на кривой изменения производительности, а также блока, подсчить 1 вающего количество этих точек. Этообеспечивается путем использованияцепи последовательно соединенных тензодатчиков 1, измерительного преобразователя 2, двух дифференциаторов12 и 13, анализатора нуля (блока 14сравнения), блока 15 формированияимпульсов и счетчика 16 импульсов,На выходе первого блока 12 дифференцирования - сигнал о производительности питателя (первая производная.от сигнала веса),. на выходе второго13 - сигнал о скорости измененияпроизводительности.(вторая производная от сигнала веса).При устойчивом значении произво дительности на выходе второго блока13 дифференцирования сигнал обращается в нуль, который анализируетсяв блоке 14 сравнения, .По каждому равенству нулю сигнала на выходе второго блока 13 дифференцирования блок15 Формирования импульсов формируетимпульс, который подсчитывается всчетчике 16.Работа весового дозатора основанана использовании цифровой информацииУ = В - (А - Р),45где В - выход блока 14.;А - выход блока 15,"Р - выход блока 3,Если величина 7 в момент включенияпитателя превышает нуль, то на однойиз выходных шин (выходе "1") вычис(9) лительно-логического устройства 7 появляется 1 ь, которая определяет запуск питателя на пониженной производительности. Наличие на этой шинеОопределяет запуск питателя на повышенную производительность, В момент каждого нажатия кнопки Ъкл,"в блоке 8 включения величина У фико весе материала в. весоприемномустройстве Р. (выход первого аналогоцифрового преобразователя 5), производительности цитателя О. (выход второго аналого-цифрового преобразователя 6), времени перехода с повышенной на пониженную производительность(выход хронометра 9), заданном весеА и .Уставки,В (блоки 3 и 4), а такжесигналов в виде логической единицы(1 ь) и логического нуля (0). Сигналы1 и 0 появляются на выходных шинах "1", "2", " ) 2" счетчика 16 импульсов, выходе блоков включения 8и отключения 11 питателя, выходеблока 17 сброса на всех входахкоммутатора 10 режимов работы питателя, Причем выработка последнимтого или иного управления (отключение питателя, включение на повышенной или пониженной производительности) определяется изменением из 0в 1 на соответствующем входе, Блок 25 11 используется в системе для экстренного отключения питателя в периоддозирования,Устройство работает следующим обьразом.Численное значение уставки В вблоке 4 выставляется в период наладки оборудования и в процессе работы питателя не изменяется. УставкаВ определяет автоматический выборрежима производительности питателя (повышенную или пониженную) принажатии кнопки "Вкл." в блоке. 8 включения. Значение задания А в блоке 3изменяется в процессе работы передначалом отработки задания.В устройстве 7 постоянно определя-.ется и .анализируется на превышение9759 О 51 О 15 На фиг, 3 приведен более подробно выход счетчика 16 импульсов, который имеет шины "12" и ")2", Гдгнал 1 появляется на шине " 1" при поступлении первого импульса из блока 15 (шины ".2" и " ) 2" -О), при поступлении второго импульса 1 будет на шине "2" (шина "1" и " 2" -0), при поступлении всех последующих импульсов 1 будет ча шине ")2" (шина "1" и "2" -0)Предположим, что питатель запущен на повышенную производительность. При достижении точки Ь (фиг.,1) на выходе блока 13 диФФеренцирования сигнал равен нулю, результатом чего является появление 1 на выходной шине "1" счетчика 10 импульсов. По этому сигналу запускается хронометр 9, начиная отсчет времени ьС а в устройстве 7 запоминаются значения Р и, Коммутатор 10 дает команду на перевод питателя на пониженную производительность. При достижении точки с (фиг. 1) на выходе блока 13 дифференцирования сигнал вновь обращается в нуль, формируется очередной импульс в блоке 16, а на выходной шине "2" счетчика 16 появляется1. Этот сигнал останавливает хронометр 9, которьп передаетзначение ь в устройство 7, В устройстве 7 по сигналу 1 на выходной шине "2" счетчика 16 запоминаются величины Р и О, и начинается контроль выполнения условия (5), Одновременно в устройстве 7 формируется сигнал запрета (1), который подается на второй вход блока 15 формирования импульсов. Таким образом, в блоке 16 блокируется ормирование очередных импульсов. Это необходимо для исклю 25 30 35 40 45 50 55 9 162 сируется и .запоминается в устройстве 7, Это связано с тем, что величина У (9) изменяется в процессе набора материала. В устройстве 7 производится запоминание значений веса Р, Р, Р, Р 4, Р и производительности 0 и 0(фиг. 1). Эти значения по команде из блока 17 сбрасываются (обгуляются). Сигнал сброса на выходе блока 17 появляется по каждому нажатию кнопок "Вкл." и "Откл.", в блоках включения 8 и отключения 11 питателя, По сигналу сброса переводятся в исход ные состояния счетчик 16 импульсов и хронометр 9 чения возможных ложных перегибов и экстремумов на крнвои изменения 0 при последующей работе на одном уровне производительности. По изменению 0 на 1 на выходной шине "2" счетчика 16 коммутатор 10 переводит питатель на первоначальное значение производительности,При выполнении условия (5) на одной из выходных шин (выхода "1") вы" числительно-логического устройства 7 О изменяется на 1, а зто изменение является очередной командой коммутатору 10 для перевода питателя на пониженную производительность. Одновременно по этой команде устройство 7 запоминает значение веса Р (фиг. 1) и отменяет запрет на формирование в блоке 15 очередных импульсов. В устройстве 7 начинается контроль выполнения условия (6).При достижении с пониженной производительностью очередного устойчивого значения (фиг. 1, точка Ь), на выходе блока 13 диФФеренцирования сигнал обращается в нуль, блок 15 формирует очередной импульс, г в счетчике 16 на выходной шине "2" 0 изменяется на 1 (на шинах "1" и "2" -Оф). По этому изменению из О на 1 коммутатор 10 подает команду на останов питателя, а в устройстве 7 запоминается значение Р (фиг, 1) .Аналогичные указанным операции выполняются и в случае достижения условия (6) в устройстве 7, ранее, чем появление сигнала 1 на выходной шине "2" счетчика 16, Это необходимо для исключения перевыполнения задания А при отключении питателя.,При полной остановке питателя и прекращении поступления материала в весоприемный бункер на выходе бло" ка 12 дифференцирования сигнал обращается в нуль, а этому сигналу в устройстве 7 запоминается значение Р и проверяется выполнение условия(А - Р) - (РХ- Р, ) ) 0 (10)В случае выполнения условия (10) на одной из выходных шин первого выхода вычислительно-логического устройства 7 О изменяется на 1, а по этому изменению коммутатор 10 запускает питатель, на пониженную производительность, устройство 7 про1 162должает контролировать выполнениеусловия (10), Прй невыполнении условия (10) - выполнении равенства (7)1 изменяется на ОЯ и коммутатор 10дает команду на окончательный останов питателя, при котором учитывается фактическая величина избьггочногопотока (Р- Р).Рсли первоначальный запуск питателя сразу же производится на пониженной производительности (величинаТ по формуле .(9) меньше нуля) илипитатель имеет всего один уровеньпроизводительности, то изменение производительности питателя при работеустройства производится в соответствии с фиг. 2, При этом разность (Р - Р ) является измеренной величинойизбыточного потока материала приснижении производительности на 1007= В-(А - Р, блок .42 сравнения (Т)03), инвертор 43, схема И 44,схема ИЛИ 45, схема И 46, блок 47сравнения (Я " О)На фиг. 6 показаны схема ИЛИ 48,схема И 49, инвертор 50, схема И51, модуль 52 включения повышеннойпроизводительности, блок 53 формирования импульсов (при изменении 0на 1 Я на любом из входов), схемаИ 54, инвертор 55, схема И 56,схема ИЛИ 57, модуль 58 включенияпойиженной производительности, блок59 формирования импульсов, модуль 60отключения питателя. 9759 12 ностью из расходного бункера в груэоприемное. устройство с одновременнойрегистрацией веса поступившего материала, при котором в начале каждогоцикла дознровання включают питательв режим основной производительности,а в конце цикла переводят питательна пониженную производительность,затем останавливают питатель, определяют вес избыточного потока мате"риала, поступившего в груэоприемноеустройство после остановки пнтателя,вновь запускают питатель на пониженной производительности сразу жепо прекращении поступления материалав грузоподъемное устройство и останавливают питатель окончательно,когда текущее значение веса Рматериа ла в груэоприемнои устройстве сравняется с разностью заданного весадозы А и измеренной массы избыточного потока, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения 25 точности и производительности, в немпосле включения питателя измеряютвес Р в момент достижения устоцчиво(го значения основной производительности О затем переключают пита-.Э30 тель на пониженную производительность и измеряют вес Р в моментдостижения устойчивого значения пониженной производительности Оивремя Д ь достижения устойчивого значения пониженной производительностис момента переключения, после чеговновь переводят питатель на основнуюпроизводительность, а последующийперевод питателя на пониженную производительность производят прн выполнении условия й О. Д(,л(Р -Р ) (1 + - - -) -.- -- - (А-Р)3 О,ф.О,- О, -О,измеряя вес РЗ, пнтатель останавливают при достижении очередного устойчивого значения пониженной производительности илн при выполнении условия (Р - Р ) - (Р -. Р) О, а. повторно питатель запускают при превышении заданного значения веса более чем на измеренную величину избыточного потока материала,2. Устройство для весового дозирования, содержащее управляемый пи Формула изобретения 1. Способ. весового дозирования путем подачи материала с помощью питателя с регулируемой производитель 55 татель с расходным бункером, приемный бункер с датчиком веса, измерительныйпреобразователь, блок задания. дозы, блок уставки режима работы питателя, вычислительный блок, хронометр и ком1 З б 2975 мутатор, причем вход измерительного преобразователя подключен к датчикам веса, выходы блока задания дозы и блока уставки режима работы подключены соответственно к входам первого5 и второго вычислительных блоков, первый выход последнего подключен к первому входу коммутатора, выход которого подключен к управляющему входу питателя, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, в него введены два аналого-цифровых преобразователя, два дифференциатора, анализатор нуля, блок .формирования импульсов, счетчик импульсов, блок сбро а, блок включения и блок выключения питания, при этом первый вход измерительного преобразователя через первый аналого цифровой преобразователь подключен к третьему входу вычислительного блока, а второй выход - к входу первого д 1 фференциатора, первый выход которогс через второй дифференциатор и ана лиэатор нуля подключен к первому. входу 9 14блока формирования импульсов, а в-.орой выход подключен к четвертому вхо"ду. вычислительного блока и через второй аналого-цифровой преобразовательк пятому входу вычислительного блока,второй выход которого подключен квторому входу блока формирования,импульсов, выход счетчика импульсовподключен к первому входу хронометра,к второму входу коммутатора и к шестому входу вычислительного блока,а первый вход - к входу блока формирования импульсов, выход. блока отключения питания подключен к третьемувходу коммутатора и первому входублока сброса,выход блока выключенияпитания подключен к четвертому входукоммутатора, к. седьмому входу вычислительного блока и.к.второму входублока сброса, выход которого подключен к вторым входам счетчика импульсов и хронометра и восьмому входу вычислительного блока, девятый вход которого подключен к выходу хронометра,